JP3644269B2

JP3644269B2 - 吸着搬送コンベア

Info

Publication number: JP3644269B2
Application number: JP24520698A
Authority: JP
Inventors: 和幸山口
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000074640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される被撮像物の撮像画像に基づいて外観検査等を行う画像処理システムに適用される吸着搬送コンベアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検査物（被撮像物）の画像をＣＣＤカメラ等の撮像装置にて取り込み、その取り込んだ画像データに基づいて外観の欠陥（傷、シミ、パターンの欠陥）等を判定する外観検査装置が用いられている。このような検査装置において、特に、効率よく確実に外観検査を行うため搬送コンベアに被検査物を載せて、撮像装置の撮像領域まで被検査物を自動的に搬送させて外観検査を行うものがある。
【０００３】
ところが、被検査物が薄いものであると、特に被検査物の両縁側が反ることがあり被検査物の平面度がでないため、正確な画像データを得ることができなかった。そこで、本願発明者は被検査物を吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアを用いた画像処理システムを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸着搬送コンベアでは、コンベアベルトに吸着用の孔を設け、該孔から空気を吸い込ませることにより被検査物をコンベアベルト上に吸着させて搬送するようになっている。
【０００５】
ところが、透明や半透明の被検査物の外観検査を行う場合では、照射する光が被検査物を透過するため、吸着用の孔が透けて見えてしまう。このため、被検査物の正確な画像データを得ることができず良品にも拘わらず外観不良として誤検出するといった問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ベルト上を搬送される透過性または半透過性の被撮像物の良質な撮像画像を得ることができる吸着搬送コンベアを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、吸着孔が形成されたベルトと、前記吸着孔に連通する吸入部と外部排気手段に空気を排気する排出部とが設けられた導気室とを備え、透過性または半透過性の被撮像物を前記ベルトの吸着孔に吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアにおいて、画像処理を行うために前記被撮像物を上方から照らす第１の光源に対し、前記導気室及び吸着孔を介して前記被撮像物を下方から照らす第２の光源を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第１の光源及び第２の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段により検出した各光源の照度に基づいて前記第１の光源及び第２の光源の照度を調節する照度制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、導気室の排出部から外部排気手段に空気が排出されることによって導気室が負圧状態となり、吸着孔から吸入部を介して導気室へ空気を吸引する吸引力が作用する。その結果、被撮像物がベルトの吸着孔に吸着され、その状態で該被撮像物が搬送される。つまり、被撮像物の水平度が保たれるとともに位置ズレが防止され、撮像条件が向上する。そして、画像処理を行うために第１の光源により上方から被撮像物が照らされる。この構成で、透過性または半透過性の被撮像物を撮像しようとすると、被撮像物を通過する第１の光源の光により被撮像物の撮像画像上に吸着孔が撮像されてしまうが、第２の光源により下方から吸着孔を介して被撮像物を照らすことで、吸着孔の撮像画像が打ち消される。従って、良質な画像が得られ、外観認識における誤検出が防止される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、照度検出手段により第１の光源及び第２の光源の照度が検出され、検出された各光源の照度に基づいて照度制御手段により第１の光源及び第２の光源の照度が調節される。その結果、第１の光源及び第２の光源の照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像処理システムとしての外観検査装置に具体化した実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１２】
図１は本実施の形態の外観検査装置１の構成図を示し、図２には、図１における吸着搬送コンベア２のＡ−Ａ断面図を示す。また、図３には、吸着搬送コンベア２の部分平面図を示す。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態の外観検査装置１は、吸着搬送コンベア２、上部照明３、ＣＣＤカメラ４及び画像処理装置５とを備え、吸着搬送コンベア２により搬送される透過性または半透過性のワークＷの外観の欠陥（傷、シミ等）を判定できるようになっている。なお、本実施の形態では、透過性または半透過性の被撮像物（被検査物）としてのワークＷは、例えば、ガラスエポキシ等からなる板状のものが用いられている。
【００１４】
第１の光源としての上部照明３は、吸着搬送コンベア２上を搬送されるワークＷを上方より照らすように配設されており、検査の種類により適した照明（例えば、ハロゲン光源を用いた照明等）が選択される。つまり、外観の凹凸の検出に適した照明や外観のシミ等の検出に適した照明等が選択される。さらに、本実施形態では、上部照明３は吸着搬送コンベア２を構成する自動調光装置６と接続され、該自動調光装置６により上部照明３の照度が検出されるとともに上部照明３の照度が調節される。
【００１５】
撮像手段としてのＣＣＤカメラ４は本実施形態では、例えば解像度の高い素子（ＣＣＤ：電荷結合素子）を１列に配置したラインセンサが用いられ、上部照明３により照らされる撮像領域Ｄを撮像する（図３参照）。さらに、ＣＣＤカメラ４は、画像処理装置５と接続され、電荷結合素子（ＣＣＤ）により得られた画像データを信号処理回路等を経て２値化した電気信号として画像処理装置５へ出力する。
【００１６】
本実施の形態における吸着搬送コンベア２はフレーム１０、スチールベルト１１、プーリ１２、下部照明１３及び前述した自動調光装置６を具備している。詳述すると、スチールベルト１１の両端は図２に示すように、フレーム１０の上部に設けられた支持部１０ａにより支持されている。そして、図示しない駆動装置によりプーリ１２が回転駆動されることで、フレーム１０上をスチールベルト１１が摺動してコンベア２によるワークＷの運搬が行われる。つまり、プーリ１２とベルト１１間の摩擦を利用してベルト１１の運行が行われ、ベルト１１上に載置されたワークＷの搬送が行われる。
【００１７】
フレーム１０には気密が確保された導気室１４が設けられ、該導気室１４の排出口１４ａには外部排気手段としての排気ユニット１５からの配管１５ａが配設されている。また、図２及び図３に示すように導気室１４の上部には、ワークＷの搬送方向（ベルト１１の長手方向）に沿って３列の吸入溝１４ｂが形成されている。さらに、スチールベルト１１には、導気室１４の吸入溝１４ｂと厚さ方向に重なる位置に吸着孔１１ａが複数形成されている。つまり、ベルト１１の運行が行われ吸着孔１１ａが搬送方向に移動したとしても、吸入溝１４ｂが搬送方向に形成されているので、ベルト１１の吸着孔１１ａと導気室１４の吸入溝１４ｂとは常に連通した状態を保つことができる。
【００１８】
そして、図２に示すように、導気室１４に突設された配管１５ａから導気室１４の空気が排気ユニット１５側へ排出されると導気室１４が負圧状態となり、該導気室１４と連通した吸着孔１１ａに吸引力が作用する。その結果、スチールベルト１１の吸着孔１１ａの上に載置されたワークＷが吸着されながら搬送される。
【００１９】
このように、スチールベルト１１の吸着孔１１ａにワークＷが吸着された状態で搬送され、板状のワークＷの平面度が保たれるとともに搬送時のベルト１１上におけるワークＷの位置ズレが防止される。つまり、ＣＣＤカメラ４による撮像条件を向上させ、良質な画像を得ることができる。
【００２０】
さらに、導気室１４が形成されているフレーム１０の下面には、透明プレート１６と第２の光源としての下部照明１３が配設され、該照明１３により下方からワークＷが照らされる。詳しくは、下部照明１３は、上部照明３の種類に合わせて選択され、本実施形態において下部照明１３は、例えば、ハロゲン光源を用いて薄型に形成され、接着部材１７により透明プレート１６の下面に接着固定される。また、透明プレート１６は、シール部材１８によって導気室１４の気密を保持しつつフレーム１０に接着固定される。なお、透明プレート１６も照明の種類によって選択され、例えば、光を拡散するタイプのものが適用される。
【００２１】
さらに、下部照明１３は図１に示すように、自動調光装置６と接続され、該自動調光装置６により下部照明１３の照度が検出されるとともに、下部照明１３の照度が調節される。つまり、自動調光装置６は前述した上部照明３及び下部照明１３の照度を検出し、上部照明３及び下部照明１３の照度の差分等に基づいて上部照明３及び下部照明１３の照度を調節するようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態では、排出口１４ａが排出部となり、吸入溝１４ｂが吸入部となる。また、照度検出手段及び照度制御手段として自動調光装置６が用いられている。
【００２３】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について説明する。
吸着搬送コンベア２のプーリ１２が図示しない駆動装置により回転駆動され、スチールベルト１１上に載置されたワークＷの搬送が行われる。このとき、導気室１４の空気が排出口１４ａに配設された配管１５ａから排気ユニット１５へ排出され該導気室１４が負圧状態となる。その結果、吸入溝１４ｂを介してベルト１１の吸着孔１１ａに吸引力が作用してワークＷがベルト１１上に吸着された状態で搬送される。
【００２４】
一方、ＣＣＤカメラ４は上部照明３により照らされた撮像領域Ｄ（図３参照）を撮像できるようになっており、画像処理装置５が該撮像領域Ｄに搬送されてきたワークＷの撮像画像をＣＣＤカメラ４を用いて取り込むことで外観検査が行われる。このワークＷが透過性あるいは半透過性のものであると、上部照明３による光が図２に示す矢印のようにワークＷを透過してスチールベルト１１に形成されている吸着孔１１ａがワークＷの撮像画像上に透けて見えてしまうが、下部照明１３により導気室１４と吸着孔１１ａを介してワークＷを下方から照らすことで、上部照明３の照明効果による吸着孔１１ａの画像が打ち消される。つまり、スチールベルト１１による上部照明３の反射光と、ほぼ同程度の照度の光を下部照明１３により照射して吸着孔１１ａの画像を打ち消すようになっている。その結果、ワークＷの良質な撮像画像を得ることができ、画像処理装置５によってワークＷの外観の欠陥（傷やシミ等）が確実に検出される。
【００２５】
また、上部照明３の照度がばらついたとしても、自動調光装置６により該ばらつきが検出され、上部照明３の照度に基づいて下部照明１３の照度が自動調節される。さらに、コンベア２の搬送速度が変化して、ＣＣＤカメラ４により得られる画像の明るさが変化してしまう場合においても、コンベア２の搬送速度に合わせて、上部照明３及び下部照明１３の照度を調整することができる。従って、スチールベルト１１の吸着孔１１ａの画像が確実に打ち消され、ＣＣＤカメラ４によりワークＷの良質な画像が撮像され、画像処理装置５によってワークＷの外観の欠陥が確実に検出される。
【００２６】
このように本実施の形態は、下記のような特徴を示す。
（１）フレーム１０に導気室１４が形成され、導気室１４の排出口１４ａに配設された配管１５ａから外部排気手段としての排気ユニット１５に空気が排出されることによって導気室１４が負圧状態となり、吸着孔１１ａから吸入溝１４ｂを介して導気室１４へ空気を吸引する吸引力が作用する。その結果、ワークＷがスチールベルト１１の吸着孔１１ａに吸着され、その状態でワークＷが搬送される。つまり、ワークＷの水平度が保たれるとともに位置ズレが防止され、ＣＣＤカメラ４による撮像条件が向上する。そして、画像処理を行うために上部照明３により上方からワークＷが照らされる。この構成で、透過性または半透過性のワークＷを撮像しようとすると、ワークＷを通過する上部照明３の光によってワークＷの撮像画像上に吸着孔１１ａが撮像されてしまうが、下部照明１３により下方から吸着孔１１ａを介してワークＷを照らすことで、吸着孔１１ａの撮像画像が打ち消される。従って、ＣＣＤカメラ４により良質な画像が得られ、画像処理装置５による外観認識における誤検出が防止される。
【００２７】
このように、吸着搬送コンベア２を用いることで、搬送される透過性または半透過性のワークＷの良質な撮像画像を得ることができ、低コストな画像処理システムの構成が可能となる。
【００２８】
（２）自動調光装置６により上部照明３及び下部照明１３の照度が検出され、検出された各照明３，１３の照度に基づいて自動調光装置６によって上部照明３及び下部照明１３の照度が調節される。その結果、上下照明３，１３の照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。つまり、ワークＷの撮像画像をより正確に得ることができる。
【００２９】
なお、発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、下記のように実施してもよい。
○上記実施の形態では、画像処理システムとして、被撮像物（ワークＷ）の外観の欠陥を検査する外観検査装置１に適用したが、画像認識を行う他の様々の装置に適用可能であり、例えば、品番や形状を認識して被撮像物を分別する認識装置等に適用してもよい。
【００３０】
○上記実施の形態では、一つの吸着搬送コンベア２に１つのＣＣＤカメラ４を設置していたが、複数のＣＣＤカメラ４による撮像が行えるようにしてもよい。具体的には、例えば、１つの吸着搬送コンベア２に、２つのＣＣＤカメラ４を配置して、一方で、シミ等の色彩検査を行い、他方で傷等の凹凸検査を行うようにしてもよい。つまり、２つのＣＣＤカメラ４のための第１の光源と第２の光源を別々に２つずつ設置して、外観検査を行うようにすれば、実用上好ましいものとなる。
【００３１】
○上記実施の形態では、第１の光源及び第２の光源としての照明３，１３には、ハロゲン光源を用いたが、これに限定せず、他の単色光や多色光を発光できる発光体を用いてもよい。具体的には、例えば、蛍光灯やＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて実施してもよい。特に、ＬＥＤを用いた場合では、調光制御が容易となり、実用上好ましいものとなる。
【００３２】
○吸着搬送コンベア２は、第１の光源としての上部照明３を備えるものであってもよい。
○上記実施形態の吸着搬送コンベア２は、自動調光装置６を備えるものであったが、該自動調光装置６を具備しない吸着搬送コンベアにおいて実施してもよい。
【００３３】
○上記実施の形態では、自動調光装置６が上部照明３及び下部照明１３の照度を検出して、各照明３，１３の照度を調節するものであったが、自動調光装置６により上部照度３の照度を検出して、該上部照明３の照度に基づいて下部照明１３の照度を調節できる構成としてもよい。このようにすれば、構成が簡単となり実用上好ましいものとなる。
【００３４】
○スチールベルト１１に設けられる吸着孔１１ａは、図３に示すように３列に等間隔に設けられるものに限定せず、例えば、ランダムに形成されていてもよい。
【００３５】
前記実施の形態から把握され、特許請求の範囲に記載されていない技術的思想を、その効果とともに以下に記載する。
（イ）請求項１に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第１の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記検出手段による第１の光源の照度に基づいて前記第２の光源の照度を調節する照度制御手段を備えた吸着搬送コンベア。この構成によれば、照度制御手段によって照度検出手段が検出する第１の光源の照度に基づいて第２の光源の照度が調節される。その結果、第１の光源と第２の光源との照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。
【００３６】
（ロ）請求項１または請求項２に記載の発明において、前記第２の光源は、ＬＥＤ素子を用いたものである吸着搬送コンベア。この構成によれば、ＬＥＤ素子を用いることで薄型に形成でき、実用上好ましいものとなる。
【００３７】
（ハ）請求項１または請求項２に記載の発明において、前記第１の光源の種類に合わせて第２の光源を用いた吸着搬送コンベア。この構成によれば、第１の光源の種類に合わせて第２の光源が用いられ、第１の光源による吸着孔の撮像画像を第２の光源を用いて確実に打ち消すことができるので実用上好ましいものとなる。
【００３８】
（ニ）請求項１または請求項２に記載の吸着搬送コンベアと、被撮像物を撮像する撮像手段と、撮像手段による画像データを用いて画像処理を行う画像処理装置を備えた画像処理システム。この構成によれば、撮像手段によって吸着搬送コンベア上を搬送される被撮像物が撮像され、撮像手段による撮像画像を用いて画像処理装置により被撮像物の外観認識が正確に行われる。つまり、請求項１または請求項２に記載の吸着搬送コンベアを用いることによって、透過性または半透過性の被撮像物の外観認識を行うことができ、低コストな画像処理システムを実現することが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ベルト上を搬送される透過性または半透過性の被撮像物の良質な撮像画像を得ることができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、被撮像物の撮像画像をより正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における外観検査装置の構成図。
【図２】図１における吸着搬送コンベアのＡ−Ａ断面図。
【図３】実施形態における吸着搬送コンベアの部分平面図。
【符号の説明】
２…吸着搬送コンベア、３…第１の光源としての上部照明、６…照度検出手段及び照度制御手段としての自動調光装置、１１…ベルトとしてのスチールベルト、１１ａ…吸着孔、１４…導気室、１４ａ…排出部としての排出口、１４ｂ…吸入部としての吸入溝、１５…外部排気手段としての排気ユニット、Ｗ…被撮像物としてのワーク。

Claims

吸着孔が形成されたベルトと、前記吸着孔に連通する吸入部と外部排気手段に空気を排気する排出部とが設けられた導気室とを備え、透過性または半透過性の被撮像物を前記ベルトの吸着孔に吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアにおいて、
画像処理を行うために前記被撮像物を上方から照らす第１の光源に対し、前記導気室及び吸着孔を介して前記被撮像物を下方から照らす第２の光源を備えた吸着搬送コンベア。
請求項１に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第１の光源及び第２の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段により検出した各光源の照度に基づいて前記第１の光源及び第２の光源の照度を調節する照度制御手段とを備えた吸着搬送コンベア。